JPH10151534A - 横形マシニングセンタ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 Ｙ軸をワーク側に設けた横形マシニングセン
タにおいて、ワーク割出機構の重心を低くして剛性を向
上し、機械全体を低く簡略に構成する。 【手段】 ベッド１上にＸ軸ユニット２を介しＺ軸ユニ
ット３を設置し、Ｚ軸ユニット３に工具Ｔを保持する主
軸４を支持する。主軸４と対向する位置にワークＷをＣ
軸周りで割り出すＣ軸ユニット７を配置し、Ｃ軸ユニッ
ト７の下側にこれをＢ軸周りで旋回するＢ軸ユニット９
を配設する。ベッド１の内部にＢ軸ユニット９及びＣ軸
ユニット７を一体に昇降するＹ軸ユニット１０を組み付
け、このユニット１０を角形筒状のスリーブ１６と、そ
の内側に摺動可能に挿入された角形筒状のラム１７とか
ら構成する。ラム１７の上端にＢ軸ユニット９のハウジ
ング２２を取り付け、これをラム１７の下降端位置でス
リーブ１６の内側に収容する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ワークを上下に移
動して加工する横形マシニングセンタに関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】横形マシニングセンタには、上下送り軸
であるＹ軸を主軸側に設けたタイプと、ライン仕様に対
応できるようにＹ軸をワーク側に設けたタイプとがあ
る。また、後者の横形マシニングセンタとしては、図６
に示すように、工具ＴをＸ軸及びＺ軸方向に位置決め
し、ワークＷをＣ軸及びＢ軸周りで割り出しかつＹ軸方
向に送る５面加工機が知られている。この加工機によれ
ば、図７に示すように、Ｂ軸０°の位置で上下ミーリン
グや直交座標穴等の正面加工が可能で、Ｂ軸９０°の位
置では上下ミーリングや上下オフセット穴等の側面加工
が可能である。

【０００３】図８はこの種の機能を備えた従来の横形マ
シニングセンタを示すもので、ベッド５１上にＸ軸ユニ
ット５２を介しＺ軸ユニット５３が設置され、Ｚ軸ユニ
ット５３に工具Ｔを保持する主軸５４が支持されてい
る。主軸５４と対向する位置には、ワークＷをチャック
５５で把持してＺ軸と平行なＣ軸周りで割り出すＣ軸ユ
ニット５６が配置されている。Ｃ軸ユニット５６はＹ軸
ユニット５７に昇降可能に組み付けられ、モータ５８に
よりボールネジ５９を介しガイド６０に沿って上下に駆
動される。そして、ベッド５１上にＢ軸ユニット６１が
垂直なＢ軸周りで旋回可能に設置され、この上方でＹ軸
ユニット５７とＣ軸ユニット５６とを一体に旋回できる
ように構成されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところが、従来の横形
マシニングセンタによると、Ｃ軸ユニット５６、Ｙ軸ユ
ニット５７、及びＢ軸ユニット６１がベッド５１上に集
中的に配設されているので、この部分の構造が複雑にな
るという問題点があった。また、Ｙ軸ユニット５７の背
が高くなるため、ワーク割出機構全体の重心が高く、そ
の剛性が低下するばかりでなく、上部カバー６２をＣ軸
より相当高い位置Ｈに設ける必要があって、機械全高が
高くなり、機上ローダ６３を装備する場合に、そのアー
ム６４の昇降ストロークが長くなって、ワーク搬送ライ
ンの構成に支障を来したり、ワーク交換時間が長くかか
るなどの問題点もあった。

【０００５】そこで、本発明の課題は、ワーク割出機構
の重心を低くして剛性を向上できるとともに、機械全体
を低くかつ簡略に構成できる横形マシニングセンタを提
供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、本発明の横形マシニングセンタは、ベッド上に水
平移動可能なＸ軸ユニットを設け、Ｘ軸ユニットにＸ軸
ユニットの移動方向と直交する水平方向へ移動可能なＺ
軸ユニットを設置し、Ｚ軸ユニットに工具を保持する主
軸を支持し、主軸と対向する位置にワークをＺ軸と平行
なＣ軸周りで割り出すＣ軸ユニットを配置し、Ｃ軸ユニ
ットの下側にＣ軸ユニットを垂直なＢ軸周りで旋回する
Ｂ軸ユニットを配設し、Ｂ軸ユニットの下側でＢ軸ユニ
ット及びＣ軸ユニットを昇降するＹ軸ユニットを組み付
けて構成される。

【０００７】ここで、好ましくは、Ｙ軸ユニットがベッ
ドの内部に固定された角形筒状のスリーブと、スリーブ
の内側に摺動可能に挿入された角形筒状のラムと、ラム
を昇降する駆動手段とから構成される。ラムの上端には
Ｂ軸ユニットが取り付けられ、Ｂ軸ユニットにはラムの
断面より小さく形成したハウジングが設けられる。より
好ましくはハウジングをラムと略同一断面積の角形に形
成するものである。そして、このハウジングはラムの下
降端位置でスリーブの内側に収容される。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、本発明を具体化した一実施
形態を図面に基づいて説明する。図１に示すように、こ
の横形マシニングセンタにおいては、ベッド１上にＸ軸
ユニット２がＸ軸（前後）方向へ水平移動可能に設けら
れ、Ｘ軸ユニット２上にＺ軸ユニット３がＸ軸と直交す
るＺ軸（左右）方向へ水平移動可能に設置されている。
Ｚ軸ユニット３には工具Ｔを保持する主軸４が支持さ
れ、モータ５によりベルト６を介し水平軸線周りで回転
される。

【０００９】主軸４と対向する位置にはＣ軸ユニット７
が配置され、チャック８をＺ軸と平行なＣ軸周りで回動
して、ワークＷを任意の位相に割り出すようになってい
る。Ｃ軸ユニット７の下側にはＢ軸ユニット９が配設さ
れ、Ｃ軸ユニット７を垂直なＢ軸周りで旋回して、ワー
クＷの姿勢を正面から側面まで９０°の範囲で切換可能
に構成されている。Ｂ軸ユニット９の下側において、ベ
ッド１の内部にはＹ軸ユニット１０が組み付けられ、Ｙ
軸ユニット１０によりＢ軸ユニット９及びＣ軸ユニット
７がベッド１より上方の切削空間で一体に昇降される。
なお、Ｂ軸ユニット９及びＹ軸ユニット１０は防塵カバ
ー１１によって切削空間から遮蔽されている。

【００１０】上記構成によれば、Ｙ軸ユニット１０がベ
ッド１に内蔵されているので、ベッド１上方の機構をＣ
軸ユニット７及びＢ軸ユニット９のみで比較的簡略に構
成できる。また、Ｃ軸ユニット７の背が低くなるため、
ワーク割出機構全体の重心を低くして、その剛性を向上
できるとともに、上部カバー１２をＣ軸に近い位置Ｈに
設けて、機械の全高を低く構成でき、機上ローダ１３を
装備する場合でも、そのアーム１４の昇降ストロークを
短くして、ワーク搬送ラインを支障なく構成でき、かつ
ワーク交換時間を短縮することも可能である。さらに、
Ｃ軸ユニット７の周囲が開放されているため、チャック
８やその周辺の仕様変更にも容易に対応できる。

【００１１】図２〜図５に示すように、Ｙ軸ユニット１
０は、ベッド１の内部に固定された角形筒状のスリーブ
１６と、スリーブ１６の内側に摺動可能に挿入された角
形筒状のラム１７とを備え、固定側のスリーブ１６に対
し可動側のラム１７をモータ１８によりベルト１９及び
ボールネジ２０（図１参照）を介し昇降可能に構成され
ている。スリーブ１６の上端面にはラム１７の外面に摺
接するワイパ２１が装着されている。

【００１２】ラム１７の上端にはＢ軸ユニット９のＣ軸
ユニット７を旋回させる駆動手段を収納したハウジング
２２が取り付けられ、ハウジング２２はラム１７と略同
一断面積の角形に形成され、ハウジング２２の下部はラ
ム１７の内側に挿入されている。そして、ラム１７の下
降端位置において、ハウジング２２がスリーブ１６の上
端部内側に収容されるようになっている（図５参照）。
なお、ハウジング２２の外形はラム１７のそれより小さ
く設計されるが、より好ましい形態としてワイパ２１が
ハウジング２２にも摺接するように、ハウジング２２の
外形はラム１７のそれより微小寸法Ｇ（０．２〜０．３
ｍｍ程度）だけ小さい略同一断面積としている。

【００１３】上記構成によれば、Ｂ軸ユニット９の一部
がラム１７と一体にスリーブ１６の内側に収容されるか
ら、全高を低くした横形マシニングセンタであってもＹ
軸ストロークを大きく設定することができる。また、ス
リーブ１６はベッド１の上面より下側の相当長いスパン
でラム１７を摺動案内するため、Ｃ軸ユニット７及びＢ
軸ユニット９の切削点までのオーバハング量に対しガイ
ドスパンを長く確保することができる。しかも、ガイド
スパンとオーバハング量との比率は、例えば、Ｙ軸中央
で１：０．７６、Ｙ軸上昇端で１：０．９５、Ｙ軸下降
端で１：０．８６であり、各位置における比率の変動が
少ない。従って、ワークＷの上下方向の送り精度を向上
し、何れの位置でも安定した加工を行うことができる。

【００１４】図２に示すように、スリーブ１６の４コー
ナ部８面にはライナ２４が固着され、各ライナ２４の内
面には上下一対の凹部２５が形成されている。ラム１７
はライナ２４を介してスリーブ１６に挿入され、各コー
ナ部におけるライナ２４の内壁面とラム１７の外壁面と
の隙間を均一に調整したのちに、凹部２５にエポキシ等
の低摩擦樹脂材料２６が充填されている。この構成によ
れば、充填樹脂材料によってラム１７の摺動面が形成さ
れるので、かみそり等による隙間調整が不要で、Ｙ軸摺
動部をメンテナンスフリー構造とすることができる。な
お、ライナ２４には上下に延びる油溝２７が刻設され、
ラム１７の４コーナ部８面に潤滑油を自動給油できるよ
うになっている。また、スリーブ１６の一側面には、内
部点検できるように、蓋２８が取外し可能に取着されて
いる。なお、上記の実施形態においては水平移動可能な
Ｘ軸ユニット上にＺ軸ユニットを設けているが、これら
の配置を逆とすることなど、本願の趣旨を逸脱しない範
囲内で適宜変更可能なのは言うまでもない。

【００１５】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明の横形マシ
ニングセンタによれば、ベッド内部に組み付けたＹ軸ユ
ニットでＢ軸ユニット及びＣ軸ユニットを一体に昇降す
るので、ワーク割出機構の重心を低くして剛性を向上で
きるとともに、機械全体を低くかつ簡略に構成できると
いう優れた効果を奏する。

【００１６】また、ラムの下降端位置でＢ軸ユニットの
ハウジングがスリーブの内側に収容されるので、全高を
低くした横形マシニングセンタであっても、Ｙ軸ストロ
ークを大きく設定できるとともに、ワークの上下方向の
送り精度を向上できるという効果がある。なお、Ｂ軸ユ
ニットのハウジングの外形をラム１７のそれより微小寸
法Ｇ（０．２〜０．３ｍｍ程度）だけ小さい略同一断面
積とすることにより、ラムの外面を摺接するワイパがハ
ウジング外面にも摺接し、ラムの摺動面に塵埃が進入す
ることを防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態を示す横形マシニングセン
タの断面図である。

【図２】図１のマシニングセンタにおけるＹ軸ユニット
の分解斜視図である。

【図３】図２のＹ軸ユニットの断面図である。

【図４】図３のＹ軸ユニットを上昇端位置で示す断面図
である。

【図５】図３のＹ軸ユニットを下降端位置で示す断面図
である。

【図６】５面加工横形マシニングセンタの基本構成を示
す斜視図である。

【図７】図６のマシニングセンタによる加工方法を示す
斜視図である。

【図８】従来の横形マシニングセンタを示す断面図であ
る。

【符号の説明】 １・・ベッド、２・・Ｘ軸ユニット、３・・Ｚ軸ユニッ
ト、４・・主軸、７・・Ｃ軸ユニット、８・・チャッ
ク、９・・Ｂ軸ユニット、１０・・Ｙ軸ユニット、１３
・・機上ローダ、１６・・スリーブ、１７・・ラム、２
２・・ハウジング、２４・・ライナ、２６・・低摩擦樹
脂材料、Ｔ・・工具、Ｗ・・ワーク。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ベッド上に水平移動可能なＸ軸ユニット
   を設け、Ｘ軸ユニットにＸ軸ユニットの移動方向と直交
   する水平方向へ移動可能なＺ軸ユニットを設置し、Ｚ軸
   ユニットに工具を保持する主軸を支持し、主軸と対向す
   る位置にワークをＺ軸と平行なＣ軸周りで割り出すＣ軸
   ユニットを配置し、Ｃ軸ユニットの下側にＣ軸ユニット
   を垂直なＢ軸周りで旋回するＢ軸ユニットを配設し、Ｂ
   軸ユニットの下側でＢ軸ユニット及びＣ軸ユニットを昇
   降するＹ軸ユニットを組み付けてなる横形マシニングセ
   ンタ。
2. 【請求項２】 角形筒状のスリーブと、スリーブの内側
   に摺動可能に挿入された角形筒状のラムと、ラムを昇降
   する駆動手段とからＹ軸ユニットを構成し、ラムの上端
   にＢ軸ユニットを取り付け、Ｂ軸ユニットにラムの下降
   端位置でスリーブの内側に収容されるハウジングを形成
   し、ハウジングをラムの断面より小さくした請求項１記
   載の横形マシニングセンタ。
3. 【請求項３】 ハウジングをラムと略同一断面積の角形
   に形成した請求項２に記載の横型マシニングセンタ。